DE411911C - Nach dem Abwaelzverfahren arbeitende Zahnradschleifmaschine - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 9. APRIL 1925

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 49 a GRUPPE 51

(G 54614 l\4₉a?)

Orlando Garrison in Dayton, Ohio, V. St. A.

Nach dem Abwälzverfahren arbeitende Zahnradschleifmaschine.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. August 1921 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni ig u die Priorität auf Grund
der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 14. Juli 1917 beansprucht.

Die Erfindung bezieht sich auf solche Zahn- also nach Vollendung einer Umdrehung des

radschleifmaschinen, die nach dem Abwälz- Werkstückes.

verfahren arbeiten. Das Werkstück wird in Die Erfindung besteht in einer besonderen

bekannter Weise erst dann weitergewälzt, Ausbildung der Teilvorrichtung. Während

wenn das Werkzeug an sämtlichen Flanken je bei bekannten Maschinen Teilschnecken- oder

eine gleichliegende Phase angeschliffen hat, Teilstirnräder benutzt werden, die nach jedem

Arbeitshub des Werkzeuges um eine Teilung geschaltet und dann festgestellt werden, wird nach der Erfindung die Teilbewegung des Werkstückes durch ein Reibschaltgetriebe bewirkt; die genaue Größe dieser Teilbewegung wird durch Einlegen einer Zahnstange in ein Lehrzahnrad herbeigeführt, das gleichachsig mit dem Werkstück angeordnet und vorzugsweise denselben Durchmesser und dieselbe ίο Zähnezahl hat wie dieses.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen dargestellt.

Abb. ι ist eine Seitenansicht der Zahnradschleifmaschine,
AbI). 2 eine Vorderansicht,

Abb. 3 eine rückwärtige Ansicht derselben; Abb. 4 zeigt die Maschine im senkrechten Mittelschnitt;

Abb. 5 zeigt eine Einzelheit, Abb. 6 veranschaulicht die Ausrichtvorrichtung im senkrechten Schnitt;

Abb. 7 stellt eine Einzelheit der Vorrichtung zum geradlinigen Verschieben der Gleitplatte dar.

Auf dem Fuß A sitzt der den Hauptantrieb aufnehmende Maschinenrahmen B, der mit Führungen für den den Schleifkopf C tragen den Schlitten versehen ist. Zur Aufnahme des Werkstückes dient der Werkstückträger D. Ferner ist eine Ausrichtvorrichtung E vorgesehen, die dazu dient, das Werkstück mit einem auf derselben Spindel sitzenden Lehrzahnrade derart einzustellen, daß die Zahnlücken genau fluchtrecht liegen. 35

Der Antrieb des Werkzeugschlittens und der Schaltvorrichtung.

Ein Riemen 8 treibt die Stufenscheibe 7 einer Welle 5, die in Lagern 6 an der hinteren Wand des Maschinenrahmens B geführt ist. Die Welle 5 treibt mittels einer Scheibe 4 und eines Riemens 3 eine auf einer Welle 1 feste Scheibe 2. Auf der Welle 5 ist eine Kupplungo,

4-5 angeordnet, die unter der Wirkung einer Feder 122 (Abb.'3) steht, welche die Kupplung mit der Scheibe 4 außer Eingriff zu halten sucht. Auf der Welle 1 (Abb. 4) ist ein innerhalb des Gehäuses 7? liegendes Kugelrad 10 befestigt, das mit einem Kegelrad 11 kämmt. Die mit letzterem fest verbundene, in Buchsen 13 geführte Welle 12 trägt eine Kurbel 14, die mittels eines Zapfens 16, eines Lenkers 15 und eines Zapfens 17 den Werkzeugschlitten 26 in hin und her gehende Bewegung versetzt. '

Mit dem Kegelrad 11 ist ein kleineres Kegelrad 18 verbunden, welches mit einem an dem inneren Ende einer geteilten Welle be-

festigten Kegelrad 19 kämmt. Die Teile 20, 21 dieser Welle sind durch eine Kupplung irgendwelcher Art miteinander verbunden, im vorliegenden Falle besteht diese Kupplung aus einer langen Schiebehülse 22, welche mit der Welle 21 \-erstiftet ist, und einer kurzen Hülse 23, welche mit der durch sie hindurchgehenden Welle irgendwie undrehbar verbunden ist. Das über die Hülse 23 nach rechts vorstehende Ende der Welle 20 ragt in die Hülse 22 hinein. Diese besitzt eine Längsbohrung zur Aufnahme eines Kupplungsbolzens 24, welcher unter der Einwirkung einer sich gegen das innere Bolzenende legenden Feder 24° steht; dieser Bolzen steht in der Kuppelstellung über die Hülse 22 vor und mit dem Kupplungsteil 23 durch Eingreifen in eine Bohrung in Eingriff. Die Hülse 22 besitzt eine Ringnut 22°, der Kupplungsstift 24 eine Nut 24*, mit der ein Kupplungshebel 24^^-, dessen Wirkung weiter unten beschrieben wird, in Eingriff gebracht werden kann. An dem äußeren Ende der Welle 21 sitzen Kurvenscheiben 50 und 50", von denen erstere zur senkrechten Bewegung der Lehrstange yS>, letztere zum Antrieb eines Reib-Schaltgetriebes dient, das weiter unten beschrieben wird.

Der Schleifkopf.

Der Schleifkopf C besteht aus dem die Schleifscheibe 34 tragenden Oberschlitten 30, der mit einem Unterschlitten 25 verbunden ist. Letzterer ist auf einer senkrechten Führung des wagerecht verschiebbaren Führungsschlittens 26 grob einstellbar und zu diesem Zwecke mit senkrechten Schlitzen 28 versehen (Abb. 3). Zum Feststellen dienen Klemmschrauben 29. Die Feineinstellung erfolgt durch senkrechte Verschiebung des Oberschlittens 30 gegenüber dem vorher festgestellten Unterschritten 25 mittels Handkurbel 32 und Schraubenspindel 31; die Größe der Verstellung wird durch eine mit Strichteilung versehene Scheibe 33 (Abb. 1 und 3) angezeigt. Der Oberschlitten 30 hat Lager 36, in denen die Schleifscheibenwelle 35 geführt ist. Diese Welle trägt die Schleifscheibe 34 und eine Riemenscheibe 37 (Abb. 2). Letztere erhält ihren Antrieb vom Deckenvorgelege aus, das mittels eines Rieniens 43 eine Stufenscheibe 42 antreibt, auf deren Welle 40 eine Scheibe 39 sitzt. Diese treibt mittels des Riemens 38 die auf der Schleifscheibenwelle 35 sitzende Riemenscheibe 37. Der die Welle 40 tragende Block ist längs des Führungsschlittens 26 einstellbar.

Der Werkstückträger.

Der Werkstückträger D der Maschine ist auf dem Maschinengestell A (Abb. 4) mittels eines Bettes 51 gelagert Dieses Bett hat

-Führungen 51'', längs welcher eine Gleitplatte 51" verschiebbar ist. Letztere trägt den mit ihr fest verbundenen Werkstückträger 55. Die Spindel 54 des Werkstückträgers ist gegen Längs verschiebung durch einen festen Bund 5Ö sowie durch einen achsial verschiebbaren Bund 57 mit Mutter 58 gesichert. Auf dem kegelförmigen Teil 59 der Spindel 54 ist das Lehrzahnrad 53 durch eine Mutter 60 befestigt. Einzelne zwischen dieser Mutter und dem Lehrzahnrad 53 angeordnete Teile sind weiter unten beschrieben. Zum Festspannen der Werkstücke 52, 52 ist eine in ein Muttergewinde der Spindel 54 greifende Kopfschraube 61 und eine Scheibe 62 vorgesehen.

Beim Einrichten des Werkstückes 52 vor dem Schleifen müssen die Zähne desselben mit denen des Lehrzahnrades 53 in eine Flucht gebracht werden. Dieses Ausrichten erfolgt im vorliegenden Falle vor dem Anziehen der Schraube 61 durch eine Richtschiene 66 (Abb. 2, 6, 7), welche in einem schwingbaren Bock 67 verschiebbar gelagert ist und durch einen Handhebel 68 eine Parallelverschiebung erhält; durch Drehen der Werkstücke 52, 52 läßt sich erreichen, daß die Schiene 66 gleichzeitig in Lücken der Werkstücke und in eine solche des Lehrzahnrades 53 eingreift. Der die Bewegung der Richtschiene 66 bewirkende Handhebel 68 ist beispielsweise durch einen kurbelschleifenartigen Mechanismus mit dem Führungsarm der Richtschiene 66 verbunden. Die Schleife besteht aus einem Schlitz 69 des Führungsarmes (Abb. 6), einer Scheibe 70, die an dem Zapfen 71 des Handhebels 68 sitzt und mit einem Stift 70" in den Schlitz 69 eingreift. Der Bock 67 ist um den Bolzen 76 - einer Konsole 72 schwingbar gelagert und kann in jedem beliebigen Winkel gegen die Werkstücke und das Lehrzahnrad eingestellt werden. Diese doppelte Einstellung ist notwendig, damit die Schiene 66 zum Ausrichten von Zahnrädern verschieden großer Durchmesser benutzt werden kann. Der Bock 6γ hat einen Ansatz 73, welcher über den Bolzen (.7 nach unten ragt und über einem Schlitz 74 der Konsole.72 liegt. Durch den Schlitz greift ein Anzugbolzen 75, durch welchen der Bock 6y in verschiedenen Schräglagen festgestellt werden kann. Nachdem das Werkstück nach dem Lehrzahnrade ausgerichtet ist, wird die Schleifscheibe 34 durch die Schraubenspindel 31 nebst Kurbel 32 gegen das Werkstück eingestellt.

Die Relativstellungen des

WerkStückes gegenüber der

Schleifscheibe.

Beim Schleifen von Rädern nach dem Abwälzverfahren finden zwei Bewegungen statt:

eine geradlinige Verschiebung und eine Drehung. Beide Bewegungen werden im vorliegenden Falle dem Werkstück erteilt. Die Schaltung des AVerkstückes um eine Zahnteilung wird so lange fortgesetzt, bis das Werkstück eine volle Umdrehung ausgeführt hat. Die Schleifscheibe nimmt dabei gegenüber jedem Zahn des Werkstückes dieselbe Relativstellung ein. Ist jedoch der erste Zahn des Werkstückes wieder in seine alte Relativlage zur Schleiflage gelangt, so setzt die aus Drehung und \^Terschiebung sich zusammensetzende Wälzbewegung ein. Diese hat zur Folge, daß das Werkzeug eine andere Relativstellung zum Werkstück einnimmt, d. h. es wird eine neue, die theoretische Evolvente tangierende Phase geschliffen, die sich an die vorher erzeugte anschließt. In dieser Relativlage verbleiben Werkzeug und Werkstück, bis letzteres infolge der Schalt- (Teil-) bewegung eine volle L^Tmdrehung zurückgelegt hat; alsdann erfolgt eine neue Wälzbewegung.

Die Bewegungen des Werkstückes.

a) Die Schaltung des Werkstückes um eine Zahnteilung.

Die das Werkstück um eine Zahnteilung go absatzweise drehende Schaltvorrichtung besteht aus einem senkrecht beweglichen Rahmen 760, welcher in senkrechten Führungen yy verschiebbar ist und die Lehrzahnstange 78 an seinem oberen" Teile trägt (Abb. 2); diese Lehrzahnstange kämmt mit dem Lehrzahnrade 53. Die mittels des Rahmens 760 geführte Lehrzahnstange 78 dient zum Ausrichten des Lehrzahnrades 53 (Abb. 2). Die Lehrzahnstange kann gegenüber dem Lehrzahnrade mittels der Stellschraube 79° in wagerechter Richtung eingestellt und mittels der in Langlöcher der Lehrzahnstange greifenden Schrauben 79 festgestellt werden. Am unteren Ende des Rahmens 760 sitzt eine senkrecht verstellbare Platte 80 (Abb. 2 und 4), welche durch Bolzen 81 mit dem Rahmen 760 verbunden ist. Die Bolzen greifen durch senkrechte Schlitze 82 der Platte So (Abb. 2), so daß der Rahmen 76 mit der Lehrzahnstange 78 in senkrechter Richtung gegen das auf seiner Welle 54 sitzende Lehrzahnrad eingestellt werden kann, je nach den verschiedenen Durchmessern der Lehrzahnräder.

An dem unteren Teil der Platte 80 ist eine Rolle 83 befestigt, welche gegen eine Kurvenscheibe 50 der Welle 21 anliegt. Bei jeder Drehung dieser Welle wird deshalb der Rahmen 76 gehoben und gesenkt und die Lehrzahnstange 78 zuerst außer und dann wieder in Eingriff mit dem Lehrzahnrade gebracht.

Bei angehobener Zahnstange wird das Lehrzahnrad S3 um eine Zahnteilung geschaltet. Diese Schaltung des Lehrzahnrades und des mit ihm ausgerichteten Werkstückes erfolgt von derselben Welle 21 aus, die die Heb- und Senkbewegung der Lehrzahnstange 78 veranlaßt. Die Schaltvorrichtung besteht aus einem Reibschaltwerk. Dieses besitzt einen Handhebel 84 (Abb. 2), der auf einer nach außen ragenden \~erlängerung der Nabe 85 des Lehrzahnrades gelagert ist und der einen radialen Ansatz 86 hat. An diesem ist eine Reibklinke 87 drehbar befestigt, welche mit dem Umfang einer Scheibe 6o^a der Mutteröo zusammenarbeitet. DieKlinke87 treibt die Spindel 54 in der einen Richtung an, in der andern Richtung gleitet sie leer über den Umfang der Scheibe 6o". Das andere Ende der Klinke 87 ist durch einen Lenker 89 mit dem einen Arm eines Winkelhebels 88 verbunden, der auf einem Bolzen 5i^c der Gleitplatte 51" drehbar ist. Der andere Arm des Hebels 88 ist durch einen Lenker 92 mit einem bei 91 an dem Maschinenrahmen drehbar gelagerten Schwinghebel 90 verbunden, dessen Rolle 93 in die Kurvenführung 50° (Abb. 2 und 4) eingreift. Bei jeder vollen Umdrehung der Welle 21 wird deshalb der Hebel 90 ausgeschwungen und die Werkstückspindel durch die vorstehend beschriebenen Zwischenverbindungen um das ungefähre Maß einer Zahnteilung des Lehrzahnrades gedreht. Dieser Antrieb der Werkstückspindel findet, wie erwähnt, während der Zeit statt, ^; in der die Lehrzahnstange außer Eingriff mit dem Lehrzahnrad 53 ist. Die genaue Einstellung der Spindel 54 erfolgt durch den Wiedereingriff von Lehrzahnstange und Lehrzahnrad. Damit ist die erste Bewegungsart, die Schaltung um eine Zahnteilung, klargestellt. '

b) Die die Wälzbewegung herbeiführende geradlinige Verschiebung der Gleitplatte.

Die wagerechte, quer zur Bewegungsrichtung des Werkzeuges gerichtete absatzweise Verschiebung des Werkstückes wird durch folgende Schaltvorrichtung erzeugt:

Mit dem Bett 51 des Werkstücksupports

ist eine Zahnstange 94 fest verbunden; in diese greift ein Zahnrad 95 einer mit der Gleitplatte 51 ^a gelagerten Wellego. Das Zahnrad 95 sitzt in einem Gehäuse 97 (Abb. ι), und seine Welle 96 trägt eine Scheibe 98 und einen Handhebel 99, an welchem eine Reibklinke 100 drehbar befestigt ist. Diese nimmt in der einen Richtung die Scheibe 98 mit, während sie in der entgegengesetzten Richtung leer über diese hinweggeht. Ein Winkelhebel 101 ist auf dem Bolzen 102 des Werkstückträgers D drehbar gelagert. Der eine Arm dieses Hebels 101 ist durch einen Lenker 103 mit der Reibklinke 100 verbun- den; der andere Arm des Hebels besitzt eine Rolle 104, gegen welche ein auf dem Bund 57 der Werkstückspindel 54 vorgesehener Daumen 105 bei jeder vollen Umdrehung der Werkstückspindel einmal wirkt. Hat also das Werkstück nebst dem Lehrzahnrade eine volle Umdrehung vollführt, so wird durch den Hebel 101 und die Reibklinke 100 der Gleitplatte 51° eine geradlinige Verschiebung erteilt. Da in diesem Augenblick die in wagerechter Richtung unverschiebbare Zahnstange 78 mit dem Lehrzahnrad 53 in Eingriff steht und da letzteres durch den auf der Gleitplatte 51" festen Werkstückträger D an der geradlinigen Verschiebung teilnehmen muß, führt das Lehrzahnrad 53 samt dem Werkstück außerdem eine Drehbewegung aus. Das Werkstück erhält somit nach jeder vollen Umdrehung eine Wälzbewegung, also auch eine andere Relativstellung gegenüber dem Werkzeug 34. Diese Schaltbewegung der Gleitplatte 51" wird so lange fortgesetzt, bis jede Zahnflanke auf ihrer ganzen Länge nachgeschliffen ist. Eine Stellschraube 103° ist an dem Lenker 103 vorgesehen, um die Größe des Vorschubes regeln zu können, welcher durch die Reibklinke 100 und das Zahnrad 95 der Gleitplatte 51° erteilt wird.

Die Schaltvorrichtung kann durch Einwärtsbewegen des Handhebels 99 und durch die damit verbundene Aufhebung des Reibungseingriffes von Klinke 100 und Scheibe 98 von Hand ausgeschaltet werden. Das Stillsetzen der Schaltvorrichtung von Hand ist erforderlich, um das Werkstück durch Drehen des Handhebels 84 gegenüber der Schleifscheibe 34 einrichten zu können. Die Einstell- und die Feststellschrauben 79", 79 der Lehrzahnstange werden vor dem Einrichten gelöst, so daß diese Zahnstange eine wagerechte Verschiebung ausführen kann. Hat das Werkstück die zum Schleifen erforderliche Lage eingenommen, so wird diese Lage durch Feststellen der Lehrzahnstange gesichert.

Die Vorrichtung zum \^Torschieben der Gleitplatte 51 ist ferner mit einer selbsttätigen Abstellvorrichtung versehen, welche die Kupplung zwischen den Wellen 20 und 21 löst, nachdem die Gleitplatte einen bestimmten, einstellbaren Weg zurückgelegt hat. Die Kupplung steht unter dem Einfluß eines Kupplungshebels 24^C, welcher ein L-förmiges und seitlich abgeschrägtes Ende24<* hat, das in die Ringnut 22^a des Kupplungsteiles 22 bewegt und beim Umlauf der Kupplung in die Nut 24* des Kupplungsstiftes 22 greifen kann. Dadurch wird dieser Kupplungsstift so weit, wie zur Freigabe des Kupplungsteiles erforderlich ist, in der Längsrichtung be-

wegt, die\'"erbindung zwischen denWellen2O und 2i wird unterbrochen und die Schaltbewegung stillgesetzt. Der Kupplungshebel 24° ■ ist durch einen Bolzen 107 mit einem Handhehei 106 verbunden (Abb. 2), der um einen Bolzen 108 des Maschinenrahmens drehbar ist. Der Handhebel 106 steht unter derEinwirkung einer Feder 109 (Abb. 8), welche ihn bei seiner Freigabe einwärts und den Kupplungshebel 24^C zwecks Lösung der Kupplung 22, 23, 24 in Längsrichtung zu bewegen sucht. Ein Fallhebel 110 ist bei 111 an den Maschinenrahmen drehbar gelagert. Er hat einen nach oben ragenden Arm, gegen den ein mit Rolle versehener Anschlag 112 bei Vorwärtsschaltung der Gleitplatte 51° stößt. Dieser Anschlag ist in einer Nut der Gleitplatte ein- und feststellbar. Der Anschlag 112 wird so eingestellt, daß er nach Fertigschleifen sämt-Heber Zahnflanken den Fallhebel 110 linksdrehend bewegt. Der Fallhebel 110 hat außerdem eine Nase 114, welche sich gegen den Handhebel 106 zu legen und ihn in seiner äußeren Stellung zu verriegeln vermag. Liegt die Nase 114 des Fallhebels 110 vor dem Handhebel 106, so wird der Kupplungshebel 24^C so lange außer Eingriff mit dem Kupplungsteil 22 gehalten, bis der Werkstückträger die zur Erzeugung der notwendigen Abwälzbewegung erforderliche geradlinige Verschiebung ausgeführt hat. Bei Beendigung dieser Verschiebung legt sich der Anschlag 112 gegen den aufwärts gerichteten Arm des Fallhebels 110, bewegt diesen linksdrehend und zieht die Nase 114 aus dem Bereich des Handhebels 106. Letzterer führt nun unter dem Einfluß seiner Feder 109 eine Einwärtsbewegung aus und verschiebt dabei den Kupplungshebel 24^s nach links, wodurch wiederum die Kupplung 22, 23 gelöst und die Abwälzbewegung des Werkstückträgers abgestellt wird. Der Schleifvorgang ist dann beendet. Der Fallhebel 110 ist mit einem Griff iio^a versehen, mittels dessen er von Hand angehoben werden kann, so daß das Auslösen des Handhebels 106 und das Stillsetzen der Wälz- und der Teilbewegung zu beliebiger Zeit erfolgen kann.

Die Vorrichtung zur absatzweise erfolgenden geradlinigen Verschiebung der Gleitplatte 5i^c und zur Erzeugung ' der Wlzbewegung wird von dem Hauptantrieb der Maschine angetrieben. Zu diesem Zwecke ist auf der Längsseite der Maschine eine in Lagern 116 geführte Welle 115 vorgesehen, auf der ein Arm 117 sitzt. Letzterer steht mit der Innenfläche des Handhebels 106 in freier Berührung (Abb. ι und 2). Ein Arm 118 am anderen Ende der Welle 115 ist mit dem Steuerhebel 119 der Maschine verbunden. Dieser ist durch eine Welle 120 mit der Kupplung 9 der Antriebswelle 5 verbunden, die in Lagern 121 des Gestellrahmens B geführt ist. Eine um die Welle 120 gelegte Feder 122 sucht die Kupplungsgabel der Welle 5, welche auch durch eine andere geeignete" \'orrichtung ersetzt werden kann, gewöhnlich in ausgerückter Stellung zu halten. Der Antrieb wird durch Bewegung des Steuerhebels 119 nach der Maschine hin eingerückt, wodurch der Handhebel 106 in Sperreingriff mit dem Fallhebel 110 gelangt und die Maschine in Bewegung gesetzt wird. Wenn der Handhebel 106 ausgerückt ist, kann die Gleitplatte 51° der Maschine ohne Beeinflussung der Wälzver-Schiebung durch den Steuerhebel 119 in Tätigkeit gesetzt werden. Diese Anordnung ermöglicht ein bequemes Einstellen der ver schiedenen bewegten Teile gegeneinander, insbesondere beim Einspannen und Einstellen der Werkstücke gegen das Werkzeug.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Nach dem Abwälzverfahren arbeitende Zahnradschleifmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilbewegung des Werkstückes durch ein Reibschaltgetriebe (87, 6o^a) bewirkt und daß die. genaue Größe dieser Teilbewegung durch Einlegen einer Zahnstange (78) in ein Lehrzahnrad (53) eingestellt wird, das gleichachsig mit dem Werkstück (52) angeordnet und vorzugsweise denselben Durchmesser und dieselbe Zähnezahl hat wie dieses.

2. Zahnradschleifmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausrichten der Zähne des Werkstückes (52) nach denjenigen des Lehrzahnrades (53) eine Richtschiene (66) vorgesehen ist, die in einem auf der Gleitplatte (51°) sitzenden, mit einstellbarem Oberteil (47) versehenen Bock (72) verschiebbar ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.